Intrumentacion Sensores de Temperatura

Ingeniería Electrónica - Facultad de Ingeniería - Universidad Del Quindío

LABORATORIO #5 MEDICIÓN DE TEMPERATURA

POR: Alejandro José Marmolejo Jore Al!er"o Aros Bra$an Aros

DOCENTE: Mar%sol &'me(

Prorama Prorama de Inen%er)a Ele"r'n%a


*a+l"ad de Inen%er)a Un%,ers%dad del -+%nd)o ./01 RE2UMEN En el presente informe de laboratorio se explica de manera detallada el proceso llevado a cabo para la medir de temperatura usando tres tipos de sensores, la termo resistencia, el LM35 y el DS182, relacionando dic!a variable con resistencia y volta"e determinando el tipo de curva para cada una de estas relaciones# $ambi%n se llevan a cabo m%todos de lineali&aci'n de la respuesta obtenida mediante la implementaci'n implementaci'n de un circuito en paralelo paralelo y otro en serie para confi(urar confi(urar el respectivo respectivo divisor de volta"e, acondicionamientos de la se)al a partir de un puente de *!eatstone con un volta"e de salida inicial balanceado +o-. y suministro de ener(/a de 5, amplificaci'n de la se)al para ran(os de volta"e entre 1 y 5 se(0n la temperatura determinada y finalmente la visuali&aci'n de las medidas de temperatura y volta"e del sistema a trav%s de la plataforma D46 lo(rando un tipo de term'metro di(ital#

INTRODUCCIÓN 7La 7La temp temper eratu atura ra es una una medi medida da dire directa cta de la ener ener(/ (/aa inte intern rnaa de un sistem sistema, a, y su corr correc ecta ta determinaci'n es fundamental en ciencias e in(enier/a# La determinaci'n de la temperatura de un sistema se reali&a mediante la medici'n de una propiedad cuantificable en funci'n de %sta# 91: En la actualidad existen distintos tipos de sensores con la capacidad de medir la temperatura, los cuales dependiendo de su naturale&a y de sus caracter/sticas pueden ser usados en distintos ambientes de aplicaci'n# ;ara esta prue por cada (rado cent/(rado el volta"e en la salida s alida var/e 1m y a su ve& amplificar la se)al de modo >ue el volta"e para el ran(o de temperatura determinado se encuentre entre 1 y 5# !ora bien, para


*a+l"ad de Inen%er)a Un%,ers%dad del -+%nd)o ./01 RE2UMEN En el presente informe de laboratorio se explica de manera detallada el proceso llevado a cabo para la medir de temperatura usando tres tipos de sensores, la termo resistencia, el LM35 y el DS182, relacionando dic!a variable con resistencia y volta"e determinando el tipo de curva para cada una de estas relaciones# $ambi%n se llevan a cabo m%todos de lineali&aci'n de la respuesta obtenida mediante la implementaci'n implementaci'n de un circuito en paralelo paralelo y otro en serie para confi(urar confi(urar el respectivo respectivo divisor de volta"e, acondicionamientos de la se)al a partir de un puente de *!eatstone con un volta"e de salida inicial balanceado +o-. y suministro de ener(/a de 5, amplificaci'n de la se)al para ran(os de volta"e entre 1 y 5 se(0n la temperatura determinada y finalmente la visuali&aci'n de las medidas de temperatura y volta"e del sistema a trav%s de la plataforma D46 lo(rando un tipo de term'metro di(ital#

INTRODUCCIÓN 7La 7La temp temper eratu atura ra es una una medi medida da dire directa cta de la ener ener(/ (/aa inte intern rnaa de un sistem sistema, a, y su corr correc ecta ta determinaci'n es fundamental en ciencias e in(enier/a# La determinaci'n de la temperatura de un sistema se reali&a mediante la medici'n de una propiedad cuantificable en funci'n de %sta# 91: En la actualidad existen distintos tipos de sensores con la capacidad de medir la temperatura, los cuales dependiendo de su naturale&a y de sus caracter/sticas pueden ser usados en distintos ambientes de aplicaci'n# ;ara esta prue por cada (rado cent/(rado el volta"e en la salida s alida var/e 1m y a su ve& amplificar la se)al de modo >ue el volta"e para el ran(o de temperatura determinado se encuentre entre 1 y 5# !ora bien, para


el caso del DS182, llevar a cabo el estudio del funcionamiento de este sens or di(ital implementado la conexi' conexi'n n en confi( confi(ur uraci aci'n 'n one?*ir one?*iree a trav%s trav%s de un al(ori al(oritmo tmo de identi identific ficaci aci'n 'n del sensor sensor para para finalmente ad>uirir los datos de temperatura y mostrarlos en pantalla#

 contin continuac uaci'n i'n,, se descri describe be la forma forma como como se encuen encuentra tra or(ani or(ani&ad &ado o el docume documento nto,, se comien&a con un breve resumen de la descripci'n de la pr
M3TODO2 E IN2TRUMENTO2 Ma"er%ales: $ermistor, @eaAer, Estufa, $erm'metro, Soporte, D=2, LM35, DS182, D46, resistencias, fuente de volta"e, mult/metro, protoboard#

Proed%m%en"o: 4nicialmente se caracteri&' el termistor !aciendo dos tomas de medici'n de resistencia a partir de un ran(o de temperatura entre 21BC y 81BC variando de a 2BC, la primera toma se !i&o a medida >ue el a(ua vertida en el beaAer se iba calentando y cuando la temperatura tornaba su descenso para anali&ar el cambio de la resistencia en los determinados valores de temperatura como se muestra en la tabla uno expuesta en los resultados y discusi'n# Con el fin de aplicar m%todos de lineali&acion se llev' a cabo el m%todo de la resistencia en paralelo y el del divisor de corriente# Entonces para el de la resistencia en paralelo se aplic' inicialmente una serie de c
Res%s"en%a 4aralelo $₁ - 5#  $₂ - 2#8  $G - 1#5 

R=







$₁ - 2FBC $₂ - FBC $G - =FBC

( 24.8 ) ( 45.4 + 14.5 )−( 2)( 45.4 )( 14.5 ) 45.4 + 14.5 −( 2)( 24.8 )

R=16.4 Ω Resistenciaexperimental =16.5 Ω RP 1=

R∗ RT 1 1 ( 16.4 )( 45.4 ) = R + RT 1 1 16.4 + 45.4


RP 1= 12.047 Ω → T =27 °C R∗ RT 2 ( 16.4 )( 24.8) = RP 2 = R + RT 2 16.4 + 24.8 RP 2 =9.871 Ω → T =47 ° C R∗ RT 3 ( 16.4 )( 14.5 ) = RP 3 = 16.4 + 14.5 R + RT 3 RP 2 =7.695 Ω → T =67 ° C Los valores de resistencia medidos para el caso de la lineali&acion en paralelo se encuentran plasmados en la tabla 2 expuesta en los resultados y discusi'n# Se(uido a esto se aplic' la lineali&aci'n por divisor de volta"e, para ello se llev' a cabo un con"unto de c
L%neal%(a%on 4or d%,%sor de orr%en"e: 1

1

) β ( − T T 0

RT = Ro e

¿= 25 ° C =25 +273 =298 ° K T =75 ° C =75 + 273 =348 ° K 1

1

RT β ( T − T 0 ) = e Ro ln

( )= ( − ¿ ) ( ) = RT Ro

β

ln

β

1

1

T

RT Ro

1

1

( − ) T ¿ ln

β =

( ) 11.4 49.2

1 1 ( − ) 348 298

=3032.88


$-11# o-I#2

$-38BH $-2I8BH





-F 25BC β =3032,88 K 

$ensi'n de salida

R ∗Vi Vo ( t ) = R + RT ;ara el ran(o de 5BC a 55BC s esco(e una temperatura central

Tc=50 ° C + 273 =323 ° K R ( 323 K )=( 47 Ω ) e

(3032.88 K )

(

1 − 1 323 K 298 K

)=21.379 Ω

Encontrar  β − 2 Tc 3032.88 −2.323 =( 21.379 Ω ) =13.87 Ω R= RTc β + 2 Tc 3032.88+ 2.323

σ =25

Vimax= 2 √ σ ∆ T R = ( 2 )

√(

25

)

mw ( 0.1 ° C ) ( 13.87 Ω )=0.3724 V °C

∆ T =0.72 ° C

Error

Vimax=2 √ σ ∆ T R =( 2 )

mw ° C

√(

25

)

mw ( 0.72 °C ) ( 13.87 Ω )=1 V °C

Se eli(e imax- 1

Vo ( t ) =

13.87 Ω ∗1 V = 0.393 V 13.87 Ω + 21.379 Ω Sensibilidad

(

2

)

(

2

)

Vi β 1 3032.88 − = −1 S (Tc )= 1 β 4 Tc2 3032.88 4∗3232 −3 V

S (Tc )=6.937∗1 0 ecta de calibraci'n

K


Vo ( 45 ° )=Vo ( Tc ) + S ( Tc )( T −Tc ) −3 V

Vo ( 45 ° )=0.393 V + 6.937∗10

( 318 −323)

K

Vo ( 45 ° )=0.3583 V − 3 V

Vo ( 55 ° ) =0.393 V + 6.937∗10

(

Vo 55 °

( 328−323 )

K

) =0.4276 V

Se(uido a los respectivos c
!ora, con el fin de llevar a cabo el acondicionamiento de la se)al con un puente de *!eatstone y un amplificador D=2 se reali&aron los si(uientes cue %ste se comporte de manera balanceada con un volta"e de salida alrededor de los  a partir del valor de la resistencia en la temperatura inicial correspondiente a 21BC as/#

Ji(ura 1# Modelo del puente de *!eatstone con una resistencia variable en este caso el termistor# Supon(amos >ue para el circuito de la fi(ura 1, 1-3--=8  entonces si se aplica un divisor de volta"e para 2 y un divisor de volta"e para 1, >ue en este caso es el termistor, para !allar el valor de la resistencia 2 se tiene >ueK

V R 2=

5 V ( R 2 )

( R 2+ R 1 )


V RV 1 =

5 V ( RV 1 )

( R 3 + RV 1 )

;ara el volta"e de salida entonces se tiene >ue

5 V ( RV 1 ) 5 V ( R 2 ) − V o=V RV 1 −V R 2= R 3 + RV 1 ( R 2 + R 1 )

V o , entonces se tiene >ue

;ara llevar a cabo el balanceo del puente tenemos >ue !acer valer  el 5 V ( RV 1 )

R 3 + RV 1

−

5 V ( R 2)

( R 2 + R 1 )

=0

Despe"ando 2

( RV 1 ) ( R 2 ) = R 3 + RV 1 ( R 2 + R 1 ) R 2 ( RV 1 ) R 1 ( RV 1 ) ( R 2 ) + = R 3 + RV 1 R 3 + RV 1 1

(

R 1 ( RV 1 ) ( RV 1 ) = R 2 1− R 3 + RV 1 R 3 + RV 1 R 1 ( RV 1 )

R 2=

(

( R 3 + RV 1 ) 1−

Como a la temperatura inicial el termo resistor mide R 2=

) )

RV 1=57.7 Ω , se calcula 2

(

68 Ω 57.7 Ω

(

( RV 1 ) R 3 + RV 1

( 68 Ω + 57.7 Ω ) 1−

)

57.7 Ω

+

68 Ω 57.7 Ω

)

=57.7 Ω

;ara este caso como no es un valor comercial de resistencia, se implement' el puente con valores de resistencias de 1-2-3-=8 Ω as/#


Ji(ura 2# ;uente de *!eatstone simulado con los valores de 1-2-3-=8

Ω #

Ji(ura 3# 4mplementaci'n f/sica del puente de *!eatstone con una resistencia variable +termistor.#

Como se ve en la fi(ura 2, el volta"e de salida del puente no es exactamente , ya >ue no se implement' como en los cue el volta"e de salida es cercano a , mue el volta"e mue el valor de volta"e m

G=

5 V

= 2.62881177

1.902 V

!ora tenemos >ue para el amplificador de instrumentaci'n D=2 la formula establecida para calcular la resistencia e>uivalente se !ace de la si(uiente forma#

G=

49.4 kΩ

R

+1

Despe"ando  se tiene >ueK

R=

49.4 kΩ 49.4 kΩ = =30,32885746 kΩ G −1 2.62881177 −1

Como el valor comercial mue para el volta"e m
Ji(ura # ;uente de *!eatstone simulado con amplificador D=2 con una (anancia de 2#=28811FF# La implementaci'n f/sica del circuito anteriormente mencionado se expresa en la fi(ura 5, a continuaci'nK


Ji(ura 5# 4mplementaci'n del ;uente de *!eatstone con amplificador D=2 con una (anancia de 2#=28811FF#

LM5 ;ara anali&ar el comportamiento del sensor de temperatura LM35 inicialmente se llev' a cabo el si(uiente monta"eK

Ji(ura =# Dia(rama de conexi'n del sensor LM35 # Donde para (aranti&ar una variaci'n de 1mBC se calcul' la resistencia 1 teniendo en cuenta la si(uiente condici'nK

R 1=

V s 50 µA

Como para este caso se esco(i' un valor de volta"e s-5, el cual se encuentra entre el ran(o de volta"e de operaci'n del LM35 +?2., entonces se tiene >ue


R 1=

5 V 50 µA

=100 kΩ

Se llev' a cabo el monta"e de la si(uiente manera#

Ji(ura F# Simulaci'n del sensor LM35#

Ji(ura 8# 4mplementaci'n J/sica del sensor LM35 con

R 1= 100 kΩ

En la fi(ura F vemos como el cue, a una temperatura de 25BC nos muestra el valor de volta"e 25m >ue es un valor de medida estipulado en el datas!eet de este sensor#


Se(uido a esto, como se deb/a llevar a cabo la amplificaci'n del volta"e en un ran(o entre 1 y 5, se implement' un amplificador de tal forma >ue el valor m/nimo de volta"e, el cu
Gmax =

5 V

= 6.217

804.2 mV

;ara (aranti&ar >ue el ran(o de volta"e se encontrara entre 1?5 se implement' un amplificador no inversor con una (anancia del valor de =, con un LJ353 as/#

Ji(ura I# mplificador no inversor

G=1 +

R2 R1

Suponiendo >ue 1-2A, se despe"a 2K

R2= R1 ( G −1 )= (2 kΩ  ) ( 6 −1 )=10 kΩ Se muestra en la ima(en 1 y 11 los valores m/nimos y m

Ji(ura 1# olta"e amplificado m/nimo del sensor LM35

Ji(ura 11# olta"e amplificado m

Ji(ura 12# sensor LM35 con amplificador#

Ji(ura 13# Monta"e para sensor LM35#

6%s+al%(a%'n de los da"os: ;ara visuali&ar los datos de temperatura y volta"e, tanto para el puente de *!eatstone sin amplificaci'n, el puente con amplificaci'n, el LM35 sin amplificaci'n y el LM35 con amplificaci'n se !i&o uso de la plataforma D46 con la funci'n 7 serial.print ()”, pero antes para lineali&ar los datos y obtener un valor de pendiente y de termino independiente, se us' la funci'n 7 polyfit (T,V,1)” del soft*are M$L@ la cual retorna los datos ya mencionados debido a la confi(uraci'n del tercer parue, este indica >ue se va a llevar a cabo la lineali&aci'n# Dic!os valores se in(resan en un al(oritmo reali&ado en el pro(rama de D46 para estimar el valor de temperatura se(0n el volta"e >ue recibe, ya sea proveniente del puente, de la amplificaci'n del puente, del sensor LM35 o de la amplificaci'n del LM35 para visuali&ar la temperatura y el volta"e cada 2 se(undos#  continuaci'n, se muestra el c'di(o implementadoK


Ji(ura 1# l(oritmo usado para la visuali&aci'n de los datos de temperatura y volta"e# En la fi(ura 1 los datos >ue se muestran resaltados son los >ue se confi(uran para cada caso, los valores >ue se in(resaron para cada caso se muestran en la tabla 8 anexada en los resultados# En esta misma ima(en la f'rmula >ue se ve correspondiente a la temperatura >ue sale de la lineali&aci'n del volta"e en funci'n de la temperatura as/K

( )= ( !alor 2 ) T + !alor 1

V T

En la anterior ecuaci'n la variable llamada 7valor 2 corresponde a la pendiente de la recta y la variable 7valor 1 corresponde al termino independiente#  al despe"ar $ se tiene >ue#

T =

V −!alor 1 !alor 2

D207./ !ora para finali&ar se !i&o uso del sensor DS182# ;ara reali&ar las mediciones de temperatura, primero >ue todo !ay >ue conocer las caracter/sticas del dispositivo#

Cara"er)s"%as del sensor D207./: •

• • • •

an(o de temperaturaK ?55 a 125BC esoluci'nK de I a 12 bits ;recisi'nK N#5BC +de ?1BC a O85BC. $iempo de capturaK inferior a F5P limentaci'nK 3v a 5#5v


*+n%onam%en"o: 74nte(rado dentro del encapsulado de la sonda se encuentra el circuito de alimentaci'n del modo parue se car(a cuando !ay se)al a nivel alto y un sistema de detecci'n de alimentaci'n, una memoria 6M >ue almacena el n0mero de serie del dispositivo +"unto con el tipo y el CC. una pe>ue)a memoria de intercambio +scratc!pad. en la >ue se almacena la confi(uraci'n, la temperatura una ve& convertida a formato di(ital, un (enerador de CC para verificar la co!erencia del valor di(ital de la temperatura y el sensor de temperatura# dem
Ji(ura 15# Dia(rama del funcionamiento del DS182

8.9

7El sensor de temperatura DS18@2 es un dispositivo >ue se comunica de forma di(ital# Cuenta con tres terminales, los dos de alimentaci'n y el pin 7data# Con rduino podemos 7leer la temperatura >ue re(istra este sensor >ue posee una caracter/stica muy peculiar# tili&a la comunicaci'n 6neQire, la cual es un poco complicada para los >ue no tienen muc!a experiencia en el ue permite enviar y recibir datos utili&ando un solo cable, a diferencia de la mayor/a de los protocolos >ue re>uiere dos v/as# De !ec!o, rduino posee los pines R y $R >ue son los encar(ados de enviar y recibir informaci'n# 89

La implementaci'n del sensor para la ad>uisici'n de datos es muy sencilla, ya >ue, solo se necesita una resistencia para el circuito, y esta ya se encuentra definida por el fabricante#


Ji(ura 1=# Dia(rama de conexi'n del sensor DS182 al rduino 6# La simulaci'n del circuito mostrado en el dia(rama de conexi'n en la fi(ura 1= se simul' en el soft*are ;6$ES as/K

Ji(ura 1F# Simulaci'n del sensor DS182 al rduino 6#

;ara llevar a cabo el al(oritmo en la plataforma D46 para la ad>uisici'n de los datos de temperatura del sensor DS182 se debe tener en cuenta el uso de las si(uientes librer/as librer/asK

0;%re: ;ermite enviar y recibir datos por un 0nico cable teniendo venta"as y desventa"as, pero sin de"a de ser una opci'n muy factible cuando se tienen pocas conexiones de control para su aplicaci'n#

DallasTem4era"+re: Librer/a de rduino necesaria para el reconocimiento del sensor Di(ital de temperatura DS182#


El si(uiente dia(rama representa el funcionamiento del al(oritmo usado en la plataforma a D46 para ad>uirir los datos de temperatura#

Ji(ura 18# l(oritmo reali&ado en la plataforma rduino#

Ji(ura 1I# alores arro"ados por el rduino 6 en el serial print de la plataforma#

RE2ULTADO2 < DI2CU2IÓN $abla 1# Medida de resistencia del termistor para la temperatura en ascenso y descenso#

Term%s"or


Tem4era"+ra=>C ?

Res%s"en%a s+!%da=@?

Res%s"en%a !ajada=@?

21 23

5F#F 53#3

5F#2 52#1

25 2F

I#2 5#

8#F 5#1

2I

2#5

1#=

31

3I#

38#5

33 35

3=#= 33#5

3=#2 33#

3F

31#3

31#2

3I 1

2I#1 2F#

2I#2 2F#

3 5 F

25#2 25# 2#8

25#2 23#= 22#2

I

23#

2#8

51

2#I

1I#5

53 55

1I#I 18#F

18# 1F#5

5F

1F#=

15#I

5I =1

1=# 15#=

15# 12#5

=3

15#

13#=

=5 =F

1#5 1#3

12#8 12#

=I F1

12#= 12#3

11#3 1#F

F3 F5

11#= 11#

1#3 I#5

FF

1#3

I#2

FI 81

I#5 8#8

8#8 8#2


Ji(ura 2# rafica correspondiente a la tabla 1#  partir del anue, cumple con la forma de (rafica correspondiente a estos tipos de termo resistores, ademue a medida >ue la temperatura aumenta la resistencia disminuye# $abla 2# Medida de resistencia con lineali&acion por resistencia en paralelo#

Term%s"or l%neal%(ado %r+%"o en 4aralelo Tem4era"+ra=>C? Res%s"en%a=@? 21 23 25

23#5 22#2 21#8

2F 2I

21#2 21#1

31

2#

33 35

2 1I#8

3F

1I#=

3I

1I#3

1 3

1I#1 18#I

5

18#=

F I

18#3 18#1

51

1F#I


53

1F#F

55 5F

1F# 1F#1

5I

1=#I

=1 =3 =5

1=#8 1=#= 1=#

=F =I

1=#3 1=

F1

15#I

F3 F5

15#8 15#F

FF

15#=

FI

15#

81

15#2

Ji(ura 21# rafico correspondiente a la tabla 2#  partir del anue al aplicar m%todo de la lineali&acion por resistencia en paralelo la se)al de respuesta se encuentra muc!o mue sin aplicar el m%todo como se ve en la fi(ura 2# $abla 3# Medidas de volta"e para la lineali&acion por divisor de volta"e#

Term%s"or l%neal%(ado %r+%"o en ser%e


Tem4era"+ra=>C?

6ol"aje=6?

21 23

#2 #22

25

#23

2F 2I 31

#2 #25 #2F

33 35

#28 #2I

3F

#3

3I 1

#31 #33

3

#3

5

#35

F I

#3= #3F

51

#38

53 55 5F

# #1 #2

5I =1

#3 #2

=3

#

=5

#5

=F =I

#= #=

F1

#8

F3 F5

#I #8

FF FI 81

#I #5 #5


Ji(ura 22# rafico correspondiente a la tabla 3#

$abla # Medidas de volta"e del puente de *!eatstone

Puente Temperatur a(°C)

Voltaje Exp.(V)

Voltaje Simulado

% Error

21

0,162

0,200

19,200

23

0,288

0,300

3,967

25

0,346

0,400

13,500

27

0,423

0,500

15,380

29

0,579

0,580

0,172

31

0,631

0,670

5,806

33

0,647

0,750

13,707

35

0,712

0,850

16,200

37

0,779

0,920

15,370

39

0,873

1,000

12,660

41

0,915

1,080

15,315

43

0,956

1,150

16,835

45

1,011

1,160

12,845

47

1,061

1,160

8,534

49

1,117

1,240

9,919

51

1,117

1,320

15,379


53

1,207

1,370

11,898

55

1,252

1,420

11,831

57

1,298

1,470

11,701

59

1,336

1,550

13,806

61

1,375

1,570

12,420

63

1,410

1,580

10,759

65

1,451

1,620

10,432

67

1,480

1,630

9,202

69

1,507

1,720

12,384

71

1,540

1,730

10,983

73

1,769

1,770

0,056

75

1,812

1,780

77

1,837

1,840

0,163

79

1,866

1,890

1,270

81

1,902

1,930

1,451

1,798

Ji(ura 23# rafico correspondiente a la tabla # $abla 5# alores de volta"e medido para el puente de *!eatstone amplificado con el D=2#

Puente Amplifcado


Temperatura Voltaje (°C) Exp.(V) 21

Voltaje Simulad o % Error 0,510

20,784

0,760

5,263

23

, ,F2

25

,885

1,000

11,500

27

1,240

14,677

29

1,58 1,8

1,440

31

1,5FI

1,660

4,880

33

1,870

13,422

35

1,=1I 1,F82

2,120

15,943

37

1,I8

2,310

15,671

39

2,185

2,500

12,600

41

2,690

14,944

43

2,288 2,3I3

2,870

16,620

45

2,53

2,890

12,457

47

2,=55 2,FI= 2,I31

2,990

11,204

3,090

9,515

3,310

11,450

3,420

11,696

55

3,2 3,133

3,550

11,746

57

3,2=3

3,680

11,332

59

3,860

11,813

61

3, 3,5F

3,910

10,307

63

3,583

3,940

9,061

65

3,F

4,050

8,642

67

4,070

6,634

69

3,8 3,838

4,290

10,536

71

3,I3

4,330

8,938

73

4,420

9,367

4,450

8,157

77

,= ,8F ,13I

4,600

10,022

79

,1I=

4,710

10,913

81

,32=

4,810

10,062

49 51 53

75

0,556


Ji(ura 2# rafico correspondiente a la tabla 5#  partir de la tabla  y 5 se puede decir >ue el resultado del acondicionamiento con puente de *!eatstone depende muc!o de la exactitud y la precisi'n con >ue se implemente, ya >ue con la resistencias >ue se implement' este tiene en al(unas medidas una variaci'n mayor al 1T de error# $abla =# olta"e medido en la salida del LM35

LM5 6ol"aje 6ol"aje  E4er%men"al=m6 2%m+lado=m6 Erro Tem4era"+ra=>C? ? ? r 21

213,I

212

23

23,2

232

25

251,I

252

2F

2=3,8

272

2I

2I1,I

292

31

38,F

312

33

331,

332

0,89 6 0,77 6 0,04 0 3,01 5 0,03 4 1,05 8 0,18 1


35

351,

352

3F

3F,3

372

3I

38,3

392

1

F,2

412

3

22,I

432

5

5,5

452

F

F2,

472

I

8F,2

492

51

5F,

512

53

52F,=

532

55

58,

552

5F

5=5,

572

5I

58F,F

593

=1

=F,

613

=3

=25,

633

=5

=5,1

653

=F

==3,2

673

=I

=8,

693

F1

F5,

713

F3

F23,=

733

F5

F3,2

753

FF

F=2,2

773

FI 81

F83,2 8,2

793 813

0,17 0 0,45 7 1,96 4 1,16 5 2,10 6 0,33 2 0,00 0 0,97 6 0,89 8 0,82 7 0,72 5 1,22 4 0,89 4 0,97 9 1,20 1 1,21 0 1,45 6 1,29 9 1,12 2 1,28 2 1,30 1 1,39 7 1,23 6 1,08


2

Ji(ura 25# rafico correspondiente a la tabla =# 4dealmente el sensor LM35 presenta una salida lineal, pero lo observado en la fi(ura 25 indica >ue el dispositivo tiene ciertas variaciones en el ran(o de medida, esto en este caso se produce ya >ue la resistencia, para >ue su comportamiento sea lineal en todo el campo de medida tiene valores diferentes al calculado, este simple !ec!o y otras circunstancias como el error producido en las mediciones por parte de error !umano !ace >ue se presenten estos valores, diferentes comparados con los operados te'ricamente#

$abla F# Medida de volta"e a la salida del LM35 con amplificaci'n#

LM5 Am4l%%ado 6ol"aje 6ol"aje  E4er%men"al=m6 2%m+lado=m6 Erro Tem4era"+ra=>C? ? ? r 1,3

21

1,283

23

1,381

1,42

25

1,511

1,54

2F

1,582

1,66

1,30 8 2,74 6 1,88 3 4,69 9


2I

1,F51

31

1,852

33

1,I88

35

2,18

3F

2,221

3I

2,35

1

2,3

3

2,53F

5

2,F

F

2,832

I

2,I23

51

3,

53

3,1=5

55

3,288

5F

3,3I

5I

3,52=

=1

3,=2

=3

3,F52

=5

3,8F

=F

3,IFI

=I

,11

F1

,23

F3 F5

,31 ,5I

1,62 1,78 9 2,52 1,9 6 1,58 2,02 4 1,49 2,14 5 1,72 2,26 6 3,15 2,38 1 2,28 2,5 0 3,16 2,62 8 1,31 2,74 4 0,97 2,86 9 1,91 2,98 3 1,80 3,1 6 1,70 3,22 8 1,55 3,34 7 2,02 3,46 3 1,50 3,58 8 1,83 3,71 3 2,03 3,83 7 2,02 3,95 5 2,23 4,07 6 1,90 4,19 9 1,85 4,31 6 2,00 4,43 9 4,55 2,00


FF

,5F3

4,67

FI

,=II

4,79

81

,81=

4,91

0 2,07 7 1,90 0 1,91 4

Ji(ura 2=# rafico correspondiente a la tabla F Se(0n la tabla = y F correspondiente al sensor LM35 y LM35 amplificado respectivamente se puede decir >ue la precisi'n al llevar a cabo la implementaci'n de este sensor es muy eficiente ya >ue todos los errores de medici'n dan menores al 5T# $abla 8# alores para confi(uraci'n de visuali&aci'n se(0n cada caso en el D46#

Caso P+en"e de ea"s"one P+en"e Am4l%%ado LM5 LM5 Am4l%%ado

6alor 0

6alor .

,2535 ,218 , ,22

,2=I ,=21 ,II ,5I2

$abla I# ;orcenta"e para la lineali&aci'n del divisor de volta"e#

Tem4era"+ra =>C?

6ol"aje CalF =6?

6ol"aje E4F =6?

 Error

5

,3583

,35

2,31=3T


55

,2F=

,1

,115IT

 partir de la tabla I se puede evidenciar la veracidad del m%todo de lineali&acion por resistencia en serie para determinar un divisor de volta"e, ya >ue el porcenta"e de error es menor del 5T#

CONCLU2IONE2 •

Se lo(r' implementar de manera efectiva la adecuaci'n del sensor de temperatura LM35, de tal manera >ue este fuese capa& de sumer(irse por completo en recipiente con a(ua y re(istrar la temperatura presente en el l/>uido#

•

El Sensor LM35 presenta una ba"a impedancia de salida, lo cual permite tratar la se)al de salida mediante el acople con otros circuitos por e"emplo de amplificaci'n, como fue el caso particular, en el >ue se amplifico la se)al proporcionada por el sensor, con el fin de >ue su ran(o fuese de 1 v a 5 v# demuiere muy poca corriente de alimentaci'n, por lo >ue puede ser alimentado directamente desde un rduino sin necesidad de una fuente de volta"e#

•

El sensor LM35 presenta una respuesta >ue tiende a ser de tipo lineal para todo su ran(o de traba"o, permitiendo as/ >ue la manipulaci'n y medici'n de los datos por %l proporcionados, sea sencilla y prue lo !ace muy utili&ado en variadas aplicaciones entre las cuales se encuentran, el sensor de temperatura b
•

El anue la tensi'n de salida del sensor es proporcional a la temperatura#

•

Se determin' >ue el sensor de temperatura LM35 aumenta su tensi'n de salida en 1 mv cada >ue se incrementa la temperatura del a(ua, un (rado cent/(rado# Con lo >ue se concluye o deduce >ue tanto el sensor como el circuito implementado y todo Monta(ue empleado, funcionan de manera correcta, ya >ue esa relaci'n es la misma >ue proporciona la !o"a de datos correspondiente al sensor LM35#

•

Se anali&' >ue el sensor DS182 al proporcionar los datos de salida de manera di(ital, evita la implementaci'n de circuitos de acople o potencia !aciendo de su uso un aspecto m
•

El sensor de temperatura DS182 utili&a el protocolo de comunicaci'n one?*ire >ue permite reali&ar una comunicaci'n serial asincr'nica entre un dispositivo maestro y uno o varios dispositivos esclavos, utili&ando un 0nico pin de ES del microcontrolador#

Intrumentacion Sensores de Temperatura

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